Question

有人可以解释atomicModifyIORef的工作原理吗？特别是：

（1）它是否等待锁定，或者如果存在争用（如TVar）则乐观地尝试重试。（2）为什么atomicModifyIORef的签名与modifyIORef的签名不同？特别是，这个额外的变量是什么b？

编辑：我想我已经找到了（2）的答案，因为b是一个要提取的值（如果不需要，这可以是空的）。在单线程程序中，知道该值是微不足道的，但在多线程程序中，人们可能想知道在应用函数时先前的值是什么。我假设这就是为什么modifyIORef没有这个额外的返回值的原因（因为modifyIORef使用此返回值的这种用法可能应该使用atomicModifyIORef。我仍然对答案感兴趣（1）虽然。

Answer 1

是否等待锁定，或乐观地尝试重试，如果存在争用（如TVar）。

atomicModifyIORef在你所使用的底层硬件架构上使用锁定指令，以原子方式将指针交换到已分配的Haskell对象。

在x86上，它使用cas intruction，通过atomicModifyMutVar#作为语言暴露给语言，在Cmm中实现为运行时服务：

stg_atomicModifyMutVarzh
{
...

 retry:
   x = StgMutVar_var(mv);
   StgThunk_payload(z,1) = x;
#ifdef THREADED_RTS
   (h) = foreign "C" cas(mv + SIZEOF_StgHeader + OFFSET_StgMutVar_var, x, y) [];
   if (h != x) { goto retry; }
#else
   StgMutVar_var(mv) = y;
#endif
...
}

也就是说，它会尝试进行交换，否则重试。

cas作为基元的实现显示了我们如何深入到金属：

/*
 * Compare-and-swap.  Atomically does this:
 */
EXTERN_INLINE StgWord cas(StgVolatilePtr p, StgWord o, StgWord n);

/*
 * CMPXCHG - the single-word atomic compare-and-exchange instruction.  Used
 * in the STM implementation.
 */
EXTERN_INLINE StgWord
cas(StgVolatilePtr p, StgWord o, StgWord n)
{
#if i386_HOST_ARCH || x86_64_HOST_ARCH
    __asm__ __volatile__ (
      "lock\ncmpxchg %3,%1"
          :"=a"(o), "=m" (*(volatile unsigned int *)p)
          :"0" (o), "r" (n));
    return o;
#elif arm_HOST_ARCH && defined(arm_HOST_ARCH_PRE_ARMv6)
    StgWord r;
    arm_atomic_spin_lock();
    r  = *p;
    if (r == o) { *p = n; }
    arm_atomic_spin_unlock();
    return r;
#elif !defined(WITHSMP)
    StgWord result;
    result = *p;
    if (result == o) {
        *p = n;
    }
    return result;

因此，您可以看到它能够在英特尔中使用原子指令，在其他架构上将使用不同的机制。运行时将重试。

Answer 2

atomicModifyIORef需要r :: IORef a和函数f :: a -> (a, b)并执行以下操作：

它读取r的值并将f应用于此值，产生(a',b)。然后使用新值r更新a'，而b是返回值。这种读写访问是以原子方式完成的。

当然，只有通过r对atomicModifyIORef进行所有次访问时，此原子性才有效。请注意，您可以通过查看源[1]来找到此信息。

[1] http://hackage.haskell.org/packages/archive/base/latest/doc/html/src/Data-IORef.html#atomicModifyIORef

Haskell：'atomicModifyIORef'是如何工作的？

2 个答案: